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El origen de la vida. De la síntesis prebiótica a los primeros organismos: Principales hipótesis.

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El origen de la vida. De la síntesis prebiótica a los primeros organismos: Principales hipótesis.

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Una de las preocupaciones más antiguas del ser humano es saber cómo se originó la vida. A lo largo de los años, el hombre siempre se ha interesado por saber el origen de la vida en el planeta.

El origen de la vida debemos en primer lugar tener claro cómo se originó el Universo para hacernos una idea de cómo eran las características de nuestro planeta desde sus inicios y qué elementos intervinieron en el proceso de generación de la vida.

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Erase una vez: Una manera diferente de ver el origen de la vida.

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Erase una vez: Una manera diferente de ver el origen de la vida.

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Sostiene que vida surgió espontáneamente de materia inerte o no viviente, o a través de combinaciones de objetos inanimados como el barro o comida descompuesta, o de otras especies vivas.

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                                   EVOLUCIÓN

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                                   EVOLUCIÓN

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Sostiene que el universo, la tierra y la vida fue creada por un ser superior o una inteligencia superior que diseño el plan del universo.

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Sostiene que el universo comenzó hace aproximadamente 14.000 millones de años, a partir de la explosión de la materia, que se encontraba concentrada en un punto pequeño, con gran densidad.

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                               PANSPERMIA

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Esta teoría se refiere a la hipótesis de que el origen de la vida, se generó mediante microorganismos moleculares o bacterias procedentes del espacio, que llegaron a la tierra mediante meteoritos, asteroides u otros elementos.

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TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA (para principiantes)

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El hallazgo de moléculas orgánicas en el espacio es un logro posible gracias a instalaciones como el IRAM. Estos radiotelescopios permiten rastrear los compuestos orgánicos en las nubes moleculares, regiones del espacio interestelar en las que, a altas energías, con presión y temperatura muy bajas, los átomos se conectan siguiendo vías exóticas.

Una de estas nubes, en la constelación de Sagitario, es prolífica en moléculas orgánicas.

Allí se ha observado la presencia de etanolamina, cuyo hallazgo ha tenido gran impacto en los medios, que lo tomaron como una clave en el origen de la vida.

Pero ¿qué sabemos realmente sobre el papel de la etanolamina y de las nubes moleculares en el origen de la vida?

Etanolamina: ¿ingrediente del origen de la vida?

El descubrimiento de etanolamina fue excitante, en parte porque es un componente de los lípidos de las membranas celulares. Pero ¿sugiere esto que hay una conexión entre las nubes moleculares y el origen de la vida? Basándonos en dicha coincidencia, no podemos afirmarlo. Aceptándolo, incurrimos en una falacia non sequitur, pero es útil, pues nos sirve para pensar qué sabemos sobre el origen de la vida.

Para que la etanolamina participe en el origen de la vida tendría que acumularse, por ejemplo, en hielos cometarios. Estos liberarían el compuesto en un planeta apropiado. Esta panspermia molecular es razonable, y los compuestos liberados de hielos podrían haber contribuido a los procesos químicos previos a la vida. Lo que llamamos química prebiótica. La panspermia molecular no puede explicar el origen de la vida, no es válida con cualquier compuesto, ni tenemos pruebas de que haya sido relevante para la química prebiótica.

Nuestra etanolamina no está en un contenedor inerte. En el planeta reaccionaría con otros compuestos, incluyendo otros posibles viajeros espaciales, como formaldehído o urea. Si la atmósfera fuera rica en CO₂, como podría haber ocurrido en la Tierra primitiva, la etanolamina, seguramente, desaparecería. También podría transformarse en glicina en sistemas hidrotermales.

Entonces, si la etanolamina ha de intervenir en el origen de la vida, debe considerarse el ambiente y geología planetarios. Esto lleva a encadenar hipótesis:

1. Liberación en un planeta en cantidad y condiciones favorables para su intervención en el origen de la vida.

2. La química del planeta no puede generar etanolamina y su aporte desde el espacio es esencial.

3. Tiene lugar un escenario en el que se pueden formar lípidos con etanolamina, componentes de la membrana celular.

4. Que estos lípidos, tal como existen en las células, son prebióticos y un ingrediente clave para entender la evolución química previa a la vida.

La observación de etanolamina en muestras extraterrestres es anecdótica y no aclara su origen. También tenemos experimentos que demuestran que, en condiciones prebióticas óptimas, sin competidores y en presencia de compuestos cuyo origen es otra cuestión abierta, se pueden formar lípidos.

Todo ello es insuficiente para aceptar o descartar que la etanolamina es un ingrediente esencial en el origen de la vida. Necesitamos investigar más.

El barco de Teseo

Una limitación en el estudio del origen de la vida es centrarse en los componentes de la vida tal como la conocemos. Los científicos suelen poner atención en el hallazgo de moléculas típicamente biológicas, como las bases del ARN y la etanolamina.

Este planteamiento llevó a la búsqueda de un origen prebiótico del ARN, proponiéndose ingeniosas rutas químicas, justificadas ad hoc. Algunos consideramos esto una trampa teleológica, no una solución a una cuestión que sigue abierta.

Se han descuidado componentes que son marginales o no forman parte de la vida terrestre actual, pero que podrían existir en la vida extraterrestre o haber sido claves durante el origen de la vida.

Sin embargo, como en la paradoja del barco de Teseo, es posible que estructuras como el ARN y las membranas celulares sean un producto de la evolución. Partiendo de estructuras previas, formadas por procesos favorables en la Tierra primitiva, con componentes que se perdieron o fueron sustituidos durante la evolución, podría haberse llegado a las estructuras de las células vivas.

Este proceso gradual, quizá, haría innecesario invocar complicadas síntesis químicas o la intervención de viajeros espaciales que, a modo de deus ex molecular, resuelvan el problema.

La bioquímica nos da pistas: la ribosa del ARN no es central en el metabolismo de los azúcares. ¿Y si tampoco hubo una importante síntesis prebiótica de ribosa?

Con la etanolamina, ¿hay algún motivo para pensar que era necesaria en el mundo prebiótico? No parece. La evolución de las membranas celulares y el papel de los lípidos en el origen de la vida son cuestiones abiertas. De hecho, podría ser que los lípidos con etanolamina sean producto de los primeros pasos de la naciente bioquímica. Sabemos que las células obtienen etanolamina a partir del aminoácido serina. Este proceso es, además, favorable abióticamente. ¿Sería posible que fuera la serina, no la etanolamina, relevante para el origen de la vida?

El descubrimiento de moléculas orgánicas fuera de la Tierra es un prodigio científico y técnico. Nos enseña que lo que hemos visto en el laboratorio tiene sentido y que la química prebiótica puede ser común en el Universo. Pero no sabemos si los compuestos orgánicos formados en el espacio son ingredientes del origen de la vida. Cada hallazgo crea nuevas preguntas.

Las noticias triunfales sobre el origen de la vida, aunque comprensibles, generan confusión en el público y dan una impresión de problema resuelto perniciosa para quienes trabajamos en ello. Hay que matizar que no tenemos claro cómo emergen la vida ni sus componentes, como el ARN, proteínas, o membranas celulares. Los procesos de interacción y selección que llevaron a la complejidad biológica son, todavía, una apasionante frontera de la ciencia con mucho por explorar.

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¿Tiene relación con el origen de la vida el hallazgo de etanolamina extraterreste?

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El hallazgo de moléculas orgánicas en el espacio es un logro posible gracias a instalaciones como el IRAM. Estos radiotelescopios permiten rastrear los compuestos orgánicos en las nubes moleculares, regiones del espacio interestelar en las que, a altas energías, con presión y temperatura muy bajas, los átomos se conectan siguiendo vías exóticas.

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Esta teoría presentada por Lynn Margulis en 1967, supone que las mitocondrias y los cloroplastos evolucionaron a partir de bacterias que fueron fagocitadas por una célula eucariótica ancestral.

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                      EVOLUCIÓN PREBIÓTICA

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                      EVOLUCIÓN PREBIÓTICA

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Esta teoría dice que la vida se originó a partir de sustancias inorgánicas. Alexander Oparin propuso que los principales elementos de la tierra eran inicialmente inorgánicos y provenían de las erupciones volcánicas